基于智能建筑的火灾自动报警系统的优化设计

福州市闽侯县公安消防大队 洪健晖

泉州市公安消防支队台商投资区大队 陈学智

基于智能建筑的火灾自动报警系统的优化设计

福州市闽侯县公安消防大队 洪健晖

泉州市公安消防支队台商投资区大队 陈学智

伴随科技的进步与飞速发展，依托于网络技术，微电子控制技术等的自动化系统应用愈发普及，火灾自动化报警系统也在此基础上发展起来，且火灾自动报警系统在火灾防范方面产生了明显的效果，本文从智能化建筑的火灾自动报警系统的相关方面进行探讨，从而优化自动报警系统的设计，达到降低自动化火灾报警系统的失误率与漏报率的目的，提升火灾报警系统的智能化水平。

智能建筑；火灾自动报警系统；优化设计

一、引言

随着智能化建筑的增加，其内含的智能化火灾自动报警系统可以迅速发现火情，对生命与财产安全有一定的保障。火灾自动报警系统可以监测出火灾发生初期有毒气体的含量变化，并依据空气中CO浓度的变化做出预警提示，并向人们发出警告。同时自动化火灾报警系统也可以配合城市消防专用网络向消防人员提示火情发生的位置以及提供消防路线等，帮助消防人员第一时间到达火灾现场。所以智能建筑的火灾自动化报警系统对智能建筑的重要的安全防护措施，本文就主要从这方面进行探讨智能化建筑的火灾报警系统的优化设计。

二、火灾自动报警系统的发展现状

我国的火灾报警系统大约出现在20世纪70年代，自改革开放以来，我国逐渐认识到火灾报警系统的重要性，逐渐加大了对火灾报警系统的投放与研发力度，并取得了一定的成果。目前，我国的火灾自动报警系统广泛采用了WIFI等无线通信技术。采用这种无线通信技术的火灾自动报警系统具有安装简单、不破坏建筑物、灵活方便扩展等优点，深受社会各界的喜爱与欢迎。

三、国内火灾自动化报警系统中存在的问题

1、存在误报、漏报现象

这种现象的产生，主要是因为传感器的缺陷造成的，还有一部是因为环境中的粉尘、电磁场等因素导致的失误。报警系统中的传感器种类越来越多，信号不统一，加大了处理难度，因此这种仅靠简单的阈值来判断火灾的方式明显是不能适应各种火灾情况的。

2、火灾自动报警系统的智能化水平不高

因为传统的报警系统所采用的传感器应用的是简单的阈值法来监测火情的，在单一的传感器信号进行处理是比较准确的，但随着现代建筑的智能化要求的提高，火灾报警系统需要对多种因素进行综合处理，在这时往往就会出现失误。所以需要采用更智能的火灾判断算法来优化。

3、需要进一步提高无线通信技术的应用

随着无线通信技术的发展，打破了传统在线电缆布局的局限性，如果应用到火灾自动报警系统上就可以扩大其监测范围，做到无死角全面监测，而传统的采用电缆连接的报警系统是很难做到这一点的。

四、火灾自动警报系统的软硬件优化

1、警报系统的硬件优化

随着科技的不断发展，当前火灾警报系统可选用的硬件设施也在逐步优化，比如，当前的无线通信技术。无线通信技术在火灾警报系统中可以适当减少有线通信被截断后难以预警的现象，同时智能建筑的消防系统可以通过无线技术对火灾发生处准确定位，精准消防；同时在无线信号与警报系统的各个连接处，可以通过高科技手段增加系统抗干扰能力，加强报警系统与消防系统的联动性。

2、警报系统的软件优化

在火灾警报系统的软件优化方面，其设计架构逐渐复杂化，在系统核心处理器的选择上可以选用更易适应环境变化的嵌入式系统处理器，嵌入式处理器可以适应多种系统开发环境，便于技术人员的开发设计以及后期的系统更新等等。

图1 火灾警报系统控制器的设计架构图

五、火灾自动报警系统的算法设计

1、火灾的特征

通常，人们所看到的火灾燃烧过程中，首先会产生大量的热量；其次会产生部分化学物质，如二氧化碳等，导致人们可呼吸到的氧气量急剧减少；最后是燃烧中必然会伴随大量的浓烟，引起人们呼吸不畅等较为严重的后果，且烟雾的颜色会随着燃烧物质的不同而不同。同时，燃烧的着火点也有明火与暗火之分，暗火通常发生在火灾初期或后期，此种火情唯有到形成大量浓烟的情况下才会被人们发现；明火较易发现与扑灭。所以在火灾自动报警系统中首先要注重的是报警系统的灵敏性，设置浓烟到哪种程度自动报警，明火自动报警与扑灭等等；智能建筑的不同，也要设置不同的火灾报警系统参数，以提高系统的适应性。

2、火灾自动报警系统的算法

通过对火灾的分析可以看到，火灾的燃烧过程变化性较强，复杂性较高，难以用较为精准的算法将其具体的表述出来，故此可以选用相对较为模糊的系统将系统各个部分串联起来，形成完整的火灾自动报警系统。

图2 模糊算法系统结构图

运用上图中的结构建立一个相对模糊的火灾自动报警系统，并通过后期学习不断完善健全其中的规则库。同时火灾自动报警系统需要设置不同的传感器客户端与参数，对火灾过程中产生的温度、浓烟厚度及气体等进行监测与采集，一旦超出警报范围即刻报警灯。由此可以得到火灾警报系统中的网络图，如图3所示：

图3 火灾警报系统网络图

上图中S、T、G分别为烟雾、温度、气体（二氧化碳）等英文的首字母，且第一层为输入层，负责传递三种燃烧过程产生变化的浓度等，通过一定的处理后，其输出则为：

将此数据直接传入到2、3层的模糊化数据层，进而分析出数据的小、中、大三个数据，进行传输到第四层，通过第四、五层对其相关规则的算法计算，判断其火灾形成原因为明火、暗火，抑或是无火，进而通过推理系统的算法系统判断酒精有无火灾的发生。

简单的模糊化火灾系统与其算法可以加强对火灾发生的预警，但因为火灾的发生过程是渐变的，故此，需要技术人员通过不断的学习或仿真分析等方式，逐渐完善火灾自动化报警系统。

六、结语

通过上述分析可以看到，在智能化建筑中火灾自动报警系统是其最为重要的一个子系统，其中涉及到有关报警线的铺设、系统的详细设计与算法等等，随着建筑行业的发展以及对火灾警报系统需求的增加，对火灾自动报警系统的环境适应性要求也在提升，包括系统灵敏度、系统误报和漏报的现象等等，唯有不断提升，逐渐增强火灾报警技术的优化，才可提升智能建筑的安全性，加强人们对建筑的可靠性感受。

[1]张响亮.智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究[D].武汉理工大学,2010.

[2]林菁,王骥,沈玉利.智能建筑火灾自动报警与消防联动系统研究[J].建筑科学,2008,(07):101-104+51.